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矿用挖掘机器人多执行器轨迹规划方法研究
【摘要】 针对大型矿用挖掘机器人的无人化自主挖掘作业问题，提出了一种基于最优时间的多执行器轨迹规划方法。以徐工XE950D型挖掘机为研究对象，通过运动学方程建立大型挖掘机关节空间与驱动空间之间的映射关系。基于挖掘机动力系统结构及流量限制设定约束条件，结合最优化算法获得关节空间中角度和角速度的最优时间轨迹。通过最优规划轨迹反向计算主泵输出流量和多路阀开口大小，从而实现多执行器的泵阀流量匹配。利用MATLAB软件搭建挖掘机器人仿真模型，仿真结果表明：在满足大型挖掘机流量约束的前提下，所设计的多执行器轨迹规划方法将自主挖掘循环时间缩短至51.65 s,与常规方法相比效率提高11.86%,且最大峰值流量为942.41 L/min,满足正流量系统的流量限制。
【基金】 中国博士后科学基金面上项目“大型矿用挖掘机自主作业轨迹规划及控制方法研究与应用”(2022M722671);江苏省自然科学基金青年基金“非结构环境下矿用挖掘机自主挖掘失稳状态感知及调控方法研究”(BK20241640);安徽省教育厅科学研究项目“基于搜索方向正交与投影结合的算法求广义约束矩阵方程解”(2023AH053087)
- 【文献出处】 滁州学院学报 ,Journal of Chuzhou University , 编辑部邮箱 ,2025年05期
- 【分类号】TP242;TD67
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